大小偏心受压构件的判别
2021春季建筑结构形考册作业2
建筑结构作业2一、填空题1．轴心受压构件的稳定系数为在同等条件下(即截面相同、配筋相同和材料相同)，（长柱承载力）与（ 短柱承载力）的比值。
2．在轴心受压构件的承载力计算中，当2/400mm N f y <时，取钢筋的抗压强度设计值'y f =（ ）；当2/400mm N f y >时，取钢筋的抗压强度设计值'y f =（ ）。
3．钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是（受拉）钢筋先屈服，然后（ 压区混凝土被压碎）。
4．混凝土受压区高度（或）的为大偏心受压构件，反之为小偏心受压构件。
5．根据混凝土构件施加预应力方法的不同，分为（ 先张法）和（后张法）。
6．混凝土施加预压完成之前出现的预应力损失称为（第一批）损失，混凝土施加预压完成后的损失，称为（第二批）损失。
7．预应力混凝土对混凝土的性能要求有：（强度高）；（收缩、徐变小）；快硬、早强；弹性模量高。
8．单层厂房中的主要受力构件是屋面梁或屋架、（屋面梁或屋架，柱和基础），按结构形式可分为（ 排架结构和刚架结构）。
9．排架结构分无檩体系和有檩体系两种。
（ 无檩体系）由大型屋面板、屋面梁或屋架及屋盖支撑组成，（ 有檩体系）是由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成。
10．单层厂房的支撑包括（屋盖 ）支撑和（柱间）支撑两部分。
二、选择题1．轴心受压构件，配置纵筋的作用是( D )。
A ．发挥套箍的作用，防止纵筋压屈 B ．提高混凝土的抗拉能力 C ．防止发生失稳破坏D ．帮助混凝土承受压力，减少构件截面尺寸2．轴心受压构件的稳定系数主要与( C )有关。
A ．混凝土强度 B ．配筋率 C ．长细比 D ．荷载3．钢筋混凝土大、小偏心受压构件破坏的根本区别在于，当截面破坏时，（ B ）。
A ．受压钢筋是否能达到钢筋的抗压强度 B ．受拉钢筋能否达到钢筋的抗拉强度 C ．受压区混凝土是否被压碎 D ．受拉区混凝土是否破坏4．钢筋混凝土偏心受压构件界限破坏时，（ D ）。
结构设计原理-叶见曙版-课后习题第7-9(附答案)
第七章7-2试简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型。
答：破坏形态：（1）受拉破坏—大偏心受压破坏，当偏心距较大时，且受拉钢筋配筋率不高时，偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度，然后受压混凝土压坏，临近破坏时有明显的预兆，裂缝显著开展，构件的承载能力取决于受拉钢筋的强度和数量。
（2）受压破坏—小偏心受压破坏，小偏心受压构件的破坏一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，破坏前钢筋的横向变形无明显急剧增长，正截面承载力取决于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢筋强度。
破坏类型：1）短柱破坏；2）长柱破坏；3）细长柱破坏7-3由式（7-2）偏心距增大系数与哪些因素有关？由公式212000)/e 140011ζζη⎪⎭⎫⎝⎛+=h l h （可知，偏心距增大系数与构件的计算长度，偏心距，截面的有效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率的影响系数，构件长细比对截面曲率的影响系数。
7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核中，如何判断是大偏心受压还是小偏心受压？答：截面设计时，当003.0h e ≤η时，按小偏心受压构件设计，003.0h e >η时，按大偏心受压构件设计。
截面复核时，当b ξξ≤时，为大偏心受压，b ξξ>时，为小偏心受压.7-5写出矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算流程图和截面复核的计算流程图注意是流程图7-6解： 查表得：.1,280',5.110====γMPa f f MPa f sd sd cd m kN M M kN N N d d •=⨯=•==⨯=•=6.3260.16.326,8.5420.18.54200γγ偏心距mm N M e 6028.5426.3260===，弯矩作用平面内的长细比51060060000>==h l ，故应考虑偏心距增大系数。
设mm a a s s 40'==，则mm a h h s 5600=-=0.1,15606027.22.07.22.01001=>⨯+=+=ζζ取h e 0.1,105.1600600001.015.101.015.1202=>=⨯-=-=ζζ取h l 所以偏心距增大系数07.11110560/602140011)(140011221200=⨯⨯⨯⨯+=+=ζζηh l h e （1）大小偏心受压的初步判断003.064460207.1h mm e >=⨯=η，故可先按照大偏心受压来进行配筋计算。
混凝土结构设计原理试题及答案
混凝土结构设计原理期末复习资料试卷题型：一、选择（30’）1.适筋梁从加载到破坏可分为三个阶段，各个阶段受力的特点及各阶段的作用: 答：适筋梁的破坏过程分三个阶段：弹性阶段、带裂缝工作阶段、破坏阶段，也称第一、二、三阶段。
弹性阶段主要是梁下部的混凝土与钢筋共同承受拉力，未出现裂缝；带裂缝工作阶段是下部混凝土出现裂缝，退出工作，拉力全部由钢筋承受；破坏阶段是当上部混凝土受压破坏。
这三个阶段有两个临界点：就是第一阶段与第二阶段之间的受拉区混凝土出现裂缝，第二阶段与第三阶段的受压区混凝土被压裂。
2.当单筋矩形截面梁的截面尺寸、材料强度及弯矩设计值确定后,计算时发现超筋、采取什么措施?什么措施最有效？答：当一单筋矩形截面梁的截面尺寸、材料强度及弯矩设计值M确定后，计算时发现超筋,那么采取( B )措施提高其正截面承载力最有效。
A．增加纵向受拉钢筋的数量B．加大截面高度C．加大截面宽度 D。
提高混凝土强度等级3.梁的斜截面抗剪承载力计算中，其计算位置？答：斜截面抗剪承载力复核《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004 规定需要验算的位置为：（1）距支座中心h/2处的截面。
因为越靠近支座，直接支承的压力影响也越大，混凝土的抗力也越高，不致破坏,而距支座中心h/２以外,混凝土抗力急剧降低. （2)受拉区弯起钢筋弯起点处的截面以及锚于受拉区纵向主筋开始不受力处的截面，因为这里主筋中断,应力集中。
（3)箍筋数量或间距改变处的截面(4）腹板宽度改变处的截面,这里与箍筋数量或间距改变一样，都受到应力剧变、应力集中的影响，都有可能形成构件的薄弱环节,首先出现裂缝。
e.g.梁的斜截面抗剪承载力计算时，其计算位置正确的是（）. A. 支座边缘处B。
受拉区弯起筋的弯起点处C. 箍筋直径变化处D. 箍筋间距变化处4.受弯构件箍筋间距过小会发生？答：最小箍筋率主要是为了确保钢筋骨架有足够的刚度和截面混凝土的抗剪，如果箍筋间距过大,箍筋间的主筋会因为局部混凝土受压产生侧向膨胀而变形.斜截面抗剪需要弯起钢筋、箍筋、混凝土共同来承担。
偏心受压构件计算方法
非对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力设计与复核1大小偏心的判别当e < h o时，属于小偏心受压。
时，可暂先按大偏心受压计算，若b，再改用小偏心受压计算2、大偏心受压正截面承载力设计1).求A s和A，令b,(HRB33歐，b 0.55; HRB40C级，b 0.52)2Ne i f c bh o b(1 0.5 b)A s REf y(h o a)(混规，f y2).求A sA s A si A s2 A S3(0)若 b 按照大偏心(1)若 b cy 2 i bA ；Ne i f c bh o2 (1 /2)f y(h o a )i f c bh o b NA s 主A s f y适用条件: A s/bh > min，且不小于f t / f y ；A；/ bh > min 0如果 x<2a/，A s N(e h/2 a') f y (h o a/)适用条件：A；/ bh > min，且不小于f t/f y ；A；/bh > min 0 3、小偏心受压正截面承载力设计如果s QA s min bh 再重新求,再计算A s(2)若 h/ h oNe i f c bh(h 。
h )2f y (h o a)然后计算和A sN(h/2 e Q e a a 7)1 f cbh(h/2 a 7) f y (h o a )情况(2)和(3)验算反向破坏。
4、偏心受压正截面承载力复核1).已知N ，求M 或仓。
先根据大偏心受压计算出X ： (1)如果 x 2a / ,⑵ 如果2a / x b h 。
，由大偏心受压求e ,再求e 0 ⑶若 b ，可由小偏心受压计算 。
再求e 、e o2).已知e o ，求N 先根据大偏心受压计算出x (1) 如果 X 2a /，(2) 若2a / x b h o ，由大偏心受压求N 。
(3) 若x> b h o ，可由小偏心受压求N 。
混凝土简答题
2．在什么情况下受弯构件正截面承载力计算应设计成双筋？（1）当截面的弯矩设计值超过单筋适筋构件能够承受的最大弯矩设计值，而截面尺寸、混凝土的强度等级和钢筋的种类不能改变。
（2）构件在不同的荷载组合下，截面的弯矩可能变号。
（3）由于构造上的原因（如连续梁的中间支座处纵筋能切断时），在截面的受压区已经配置一定数量的受力钢筋。
3．钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏经历了哪几个阶段？如何划分受力阶段？各阶段正截面上应力的变化规律？每个阶段是哪种计算的依据？答案：未裂阶段：从加载到混凝土开裂前。
受压区混凝土应力分布为直线，受拉区混凝土应力分布前期为直线，后期为曲线；钢筋的应力较小。
该阶段末是抗裂度计算的依据。
带裂缝工作阶段：从混凝土开裂至钢筋应力达到屈服强度。
受压区混凝土应力分布为曲线。
一旦出现裂缝受拉区混凝土退出工作，裂缝截面处钢筋的应力出现突变，阶段末钢筋的应力达到屈服强度。
该阶段是裂缝宽度及挠度变形计算的依据。
破坏阶段；从钢筋应力达到屈服强度至构件破坏。
受压区混凝土应力曲线趋于丰满。
钢筋的应力保持屈服强度不变。
该阶段末是极限状态承载力计算的依据。
4．如何理解在双筋矩形截面设计时取ξ=ξb？答案：在双筋矩形截面设计时，有三个未知数 x、As、A′s，用基本公式求解无唯一解，为取得较为经济的设计，应按使钢筋用量（As+A′s）为最小的原则来确定配筋，取ξb=? 可以充分利用混凝土受压能力，使用钢量较少。
5．在双筋矩形截面设计中，若受压钢筋截面面积A′′s已知，当x>ξb h0时，应如何计算? 当x<2a′s时，又如何计算?答案：当x>ξbh0时，说明受压钢筋面积不足，按 A s′未知重新计算 As 和A s′。
当x<2a′s 时，取 x=2a′s，对 A s′的合力点取矩求出 A s。
As=M/f y(h0-a s′)6．在截面承载力复核时如何判别两类T 形截面？在截面设计时如何判别两类T形截面？答案：在截面承载力复核时，若f c b′f h′f>f y A s时，则为第一类 T形截面，反之为第二类 T形截面。
建筑结构第二版前八章常考简答题
建筑结构第二版前八章常考简答题1．建筑结构作用力的类型有哪些？各举一些例子。
答：作用力与作用的关系：1.荷载：风荷载、重力荷载、活荷载2.作用（效应）：沉降作用、温差作用、地震作用作用力与时间关系又分为三类：1.永久作用力：恒载2力：风荷载、温差3.偶然作用力：地震、爆炸2．什么是荷载的设计值，什么是荷载的标准值？两者间有何关系？标准值：作用力在正常情况下可能出现的最大估值，设计值：作用力在考虑必要的安全储备后的设计参数作用力的设计值等于其标准值乘以分项系数3．地震震级与地震烈度有何区别？地震震级：地震的震级是地震的强烈级别，它是地震是时震源处释放能量的多少来确定的地震烈度：地震烈度是指某一地区各类建筑物受到一次地震影响的强烈程度。
地震烈度与震级、震源的深度、震中距、地质条件、建筑物类型等因素有关小震不坏，中震可修，大震不倒。
4．影响风荷载大小的因素有哪些？各有何影响？风速、建筑物体型及地面粗糙程度5．影响地震荷载大小的因素有哪些？各有何影响？1.建筑物总重力荷载（成正比）2.建筑物所在地区的基本烈度（成正比）3.建筑物动力特征，主要指它的基本周期T，周期与建筑高度成正比与宽度成反比4.建筑物所在场地上的类型（土地越硬越好）6．如何降低风荷载？选址、平面形状、立面减少竖向线条、重力锤7．如何减小地震荷载？选址、结构方案8．除恒荷载、活荷载、风荷载及地震荷载外，还有哪些因素会在结构中产生内力？温差内力效应、不同沉降9．柱、墙竖向荷载的估算方法。
P3310．结构设计的有哪两个极限状态？正常使用极限状态，承载能力极限状态11．建筑结构设计的三个基本要求是什么？1.结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载或内力，不致因承载力不足而破坏（包括因长细比过大而发生失稳破坏）2.结构应能承受正常使用、正常施工时出现的荷载，不致因抗倾覆能力不足而倾倒3.结构在正常使用时有很好的工作性能，不致产生使用所不允许的过大变形、过宽裂缝。
偏心受压构件
偏心受压： (压弯构件) 二. 工程应用
单向偏心受力构件
双向偏心受力构件
大偏心受压构件 小偏心受压构件
偏心受压构件：拱桥的钢筋砼拱肋，桁架的上弦杆，
刚架的立柱，柱式墩（台）的墩（台）
柱等。
三. 构造要求
图7-2 偏心受压构件截面形式 （1）矩形截面为最常用的截面形式， 截面高度h大于600mm的偏心受压构件多采用 工字型或箱形截面。 圆形截面主要用于柱式墩台、桩基础中。
l0 /r＞17.5
l0 /b＞5
l0 /d＞4.4
§7.3
矩形截面偏心受压构件的正截面承载力计算
一、矩形截面偏心受压构件承载力计算的基本公式 基本假定为： 平截面假定. 不考虑受拉区混凝土的抗拉强度。
C 50及以下时 cu 0.0033 受压区混凝土的极限压应变 。 C80时 cu 0.003
§7.0 概 述 一、定义
偏心受压构件：当轴向压力N的作用线偏离受压构件 的轴线时。
偏心受压构件力的作用位置图
1. 受压构件概述
轴心受压承载力是正截面受压承载力 的上限。单向偏心受压的 正截面承载力计算。 (a)轴心受压 (b)单向偏心受压 (c) 双向偏心受压
由式（7-6）和式（7-10），可求得x方程组
x Ne f cd bx ( a s' ) s As ( h0 a s' ) 2
' s
7-19
以及
s cu E s (
h0
x
1)
即得到关于x的一元三次方程为
Ax 3 Bx 2 Cx D 0
A 0.5 f cd b
E E M
构件长细比的影响图
短柱 l0 / h 5 ---材料破坏，不考虑二阶弯矩
结构设计原理偏心受压构件
本章主题
• 偏心受压构件的破坏形态及其特征 • 大偏心受压破坏（受拉破坏） • 小偏心受压破坏（受压破坏） • 界限破坏
• 偏心弯曲的影响 • 当长细比较大时，破坏时会产生较大的纵向弯曲，使构件偏心距增大，变形增大，承载力下降，还可
能出现失稳破坏。
• 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 • 基本公式的引出及其应用条件 • 配筋设计 • 承载力验算
2、大、小偏心受压正截面承载力计算图式
esη e0 e's
γ0Nd
a's
x
fcd
A's
fs'dA's
x
fcdbx
h/ 2
ho
h0
h
as
σAs
As b
as
esη e0 e's
3、计算公式 纵轴方向力的平衡 :
A s 合力点取矩：
A
' s
合力点取矩：
N 0 d 作用点取矩 :
γ0Nd
h/ 2
a's
★两个基本方程中有三个未知数，
取补充条件
b ，即 x bh0
As、A's和 x，故无唯一解。 与双筋梁类似，为使总配筋面积 （As+As'）最小?可取x=ξbh0
令 N0Nd、 Mu Nes
As' Nes
fcdbh02b(10.5b)
fs'd(h0as' )
≥
m' inbh
取 s fsd
As
4 10
应变图
160 剖面 A-A
P=97KN 195KN
265KN
应力图
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大小偏心受压构件的判别
无论是截面设计还是截面复核，都必须先对构件进行大小偏心的判別。
在截面设计时， 由于As 和As 未知，因而无法利用相对受压区高度 来进行判别。
计算时，一般可以先用偏
心距来进行判别。
h
可得界限破坏
取界限情况X 二b 0代入大偏心受压的计算公式 (5- 26),并取
a 二
a*,
Mb =0. 5： i fcb bh 。
(h — bd) 0. 5 (f y As f y As) (h° -a)从而 可得相对界
限偏心距为：
f b h h h
e
M b 0. 5 1.1 c b o (h ~ b o )■ 0. 5 ( f yAs ■ f yAs) ( o — a) Ob
h N h
C i fcb bho fyAs - fyAs) h Q
-r —
e h
分析上式知，当截面尺寸和材料强度给定时，界限相对偏心距，J
e h
筋As 和As 。
随着As 和As 的减小,Ob. r 0也减小。
故当As 和As 分别取最小配筋率时,可
e AU . h
05 八
得eob —o 的最小值°\ ain
・oo 将As 和£按最小配筋率0.002代入，并近似取“匸 I
a
05h
=°・0,则可得到常用的各种混凝土强度等级和常用钢筋的相型显聽偏心距的最小值
N M M
时的轴力b 和弯矩 b (
b 为对截面屮心轴取矩)为：
Nb- : 1 fcb bh ，fy As - fy As
(5—37a)
e b
/ .
表5-・l
彊小相对界眼偏心距° » min 「(
e • • 0 3h
在截面设计时，若
总是属于小偏心受压破坏， 可以按小偏心受压进行设
e
3h
计；若 一°・。
，则可能属于大偏心受压破坏，也可能属于小偏心受压破坏，所以，可先按 大偏心受压进行设计，然后再判断其是否满足适用条件，重新设 如不满足，则应按小偏心受压 计。
b —350mm
“八 S| . °
例1某钢筋混凝土偏心受压柱， 截面尺寸 二 ，h =500mm 计算长度咕=4. 2m 内力设计值N 二
1200kN, M =250kN m 。
混凝土采用
C30,纵筋采用HRB400级钢筋。
I
A A
(5— 37b)
(5— 38)
就取决于截面配
求钢筋截面面积S和\
解：
判别大小偏心
h 500 取a = a = 40 mm,
6
艸8ogc3 e a二20mm h 30 二500 30
mm -4°=460
二208mm
二16. 67mm
Qi e — 208 20 = 228mm
4200 500
5
因 I o . h 二 =8. 4 ii 向 0. ofcA
1200 103
<15
A Ne-rfcbh ：吐 1-0. 5 b ) A
fy (ho -a)
1200 血 461.3 T.O 14.3 350 460’ 0.518(1—0.5 0.518)
360 (460-40)
二 973mm 2
，2
A s 0.002bh =0.002 350 500 = 350mm
%fcblVb + fy As -N As
=952 mm 2
1.0 14.3 350 460 0.518 360 973 -1200
360 (3) 垂直于弯矩作用平面的承载力验算
1
o = 4200
=12
12
350 一 ，查表 5-1
Nu =0. 9 (fcA fyAs) =0.9 0. 95[14. 3 350 500 360(1014.5 1014.5)]= 2764164N
2764.2kN
钢筋 解：
(1)判别大小偏心
故要考虑偏心距增大系数影
7k
04
1
取 i=l ・0
=1
JL
h
1400 e \
---------------- 12 -----------
-------------------- ■ 8.4 1.0 1.0=1. 102 1400 228
/h>
©1 =1. 102 228 = 251. 3mm / U
丄宀 /宀 .、 E rr-、I
k _ 0.518
根据已知条件知： 一
h
e 仝 e 「
2
0. 3ho = 138mm
-<i =1.
500
- a = 251. 3 2 一 40 二 461. 3mm
A s 0. 002bh — 0-
002 350 500
选配2匸'22+1
:18受拉钢筋(二 As 二ddUmm
=1014. 5mm f
2
二 1014. 5mm J
选配2二22+1
18受压钢筋(
As
103
=0. 95
0. 3h o
N u N =1200kN 满足要求。
基本数据同例1,但在受压区配置了3竝22钢筋(A _114
2
A
l)o求所需的受拉
2 mm
::血二38.28 ,说明确属大偏心受压
又 x 2a =80mm
将％代入基本公式(5-39)得
y 2
=818mm
882. 5mm
选配2二20+1二18受拉钢筋(兵二
求钢筋截面面积乞和As 。
(2)配筋计算
1
2
1140mm
得 1200 103 -920x
9202 整理得x
920
iNe = : itcOxltr —u. tyAsllr -
461.3 =1.0 14.3 350x (460 - 0. 5x)
a ；
360 1140(460 -40)
-4 152324 = 0
152324 x 216. 6mm(x = 703. 5mm
不合理，舍去)
21 x 二
mm 6. 6
360
As = 818mm
mmb^ 350mm
/C 、 示吉工氏斤匚/后中 TTZ 布砧工主△咎 doumm,
例3某钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸“ 值 N 二 2500kN, M =19kN mo 混凝土采用 I
内力设计-500mm 计算长度怯二2. 5m
C30,纵筋采用HRB400级钢筋。
解：
(1)
判别大小偏心
a =
a —4 Omni,
h
0=5o O _40
二 46。
mm
M 19 106
6o
心
3 = 7. 6mm
ei
N 2500 103
30 二 20mm h =500 30 = 16. 6 /nun 2500 500 因1。
数影响，取
_ 5
-,可不考虑偏心距增大系
= 1.0
e 】二 27. 6mm : :
0. 3h 0 屋小偏『、第用
=138mm
根据已知条件，有b 二
0. 518
,' 1 九。
，—b 1 =
0. 8,
V b =1. 082
由于
N =2500kN : : fcbh =14. 3 350 5(T 2502500N "2502- 5kN
所以取人二Pmm bh = 0. 002 汉 350 汉 500 = 350mm e e ： 将As 代
a = 27. 6250 - 40 二 237. 6mm
入基本 2
N = = ifcb ho fyAs 一JAs
08
Ne = : ifcbho (1-0.5 ) fyAs(h 。
—
a) ©J
5
—i
2500 103 二1. 0 14. 3 350 46036 A ：
得
3
2500 10 237. 6 =1. 0 14. 3 350 460
整理得40)
釣娩Q 2 0.弛龊不2宛@6廻4二(P ⑹解得二° ■ 981
故将-代入（R 得 /1 /I 1 OQ1 • —— — ———- -4 4mm -
0. 36
（3） 垂直于弯矩作用平面的承载力验算
（略）
36 0 350
2
0.5 18 0.8 ，
(1 - 0. 5 ) 360As(460 -
(a) (b)
b。